CN113834314A - 一种机械蒸汽再压缩mvr热泵干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及物料干燥技术领域，提供了一种机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统。本发明实施例提供的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，包括：干燥器、蒸汽压缩机、冷凝液罐和循环风机，干燥器的第一出口与蒸汽压缩机的入口连接，蒸汽压缩机的出口与干燥器的第一入口连接，干燥器的第二出口与冷凝液罐的入口连接，冷凝液罐的第一出口与循环风机的入口连接，循环风机的出口与干燥器的第一入口连接，以使干燥器、冷凝液罐和循环风机形成循环回路，使得湿物料经过干燥器干燥后产生的不凝气进入冷凝液罐后，通过循环风机排入干燥器内。本发明实施例提供的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，提高了干燥器的换热效率。

Description

一种机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统

技术领域

本发明涉及物料干燥技术领域，尤其涉及一种机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统。

背景技术

物料干燥涉及化工、制药、采矿、食品、环保等多个领域，它不仅是工农业生产中不可或缺的基本环节，也是主要耗能环节。干燥作为一个能量净支出的过程，一般以空气为介质，以一次能源、电加热等为热源，利用低湿度的热空气与湿物料进行热、湿交换，带走物料中的水分。整个干燥过程耗能较高，达到3200-3500kJ/千克水，并消耗电能45～90kW/吨水，同时还伴有大量干燥尾气需进一步处理，增加了物料处理成本及系统复杂程度。

MVR(mechanical vapor recompression)是机械蒸汽再压缩技术的简写。传统的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，采用了蒸汽直接压缩的形式。然而在干燥过程中部分物料成分复杂，容易产生易挥发物质，随着二次蒸汽溢出并最终一同再次进入干燥器内，增加了系统内部不凝性气体的含量，降低了干燥器的换热效率和系统运行的稳定性。因此，提高干燥器的换热效率，对提高机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统能源利用率至关重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的干燥器内不凝气积聚引起的干燥器换热效率低、系统能耗高的问题，本发明实施例提供了一种机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统。

根据本发明的一个实施例，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统包括：干燥器、蒸汽压缩机、冷凝液罐和循环风机，所述干燥器的第一出口与所述蒸汽压缩机的入口连接，所述蒸汽压缩机的出口与所述干燥器的第一入口连接，所述干燥器的第二出口与所述冷凝液罐的入口连接，所述冷凝液罐的第一出口与所述循环风机的入口连接，所述循环风机的出口与所述干燥器的第一入口连接，以使所述干燥器、所述冷凝液罐和所述循环风机形成循环回路，使得湿物料经过所述干燥器干燥后产生的不凝气进入所述冷凝液罐后，通过所述循环风机排入所述干燥器内。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝液罐的第一出口通过第一管路与所述循环风机的入口连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一管路上设置有第一调节阀。

根据本发明的一个实施例，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括进料输送机，所述进料输送机的第一入口用于接收湿物料，所述进料输送机的第二入口与所述冷凝液罐的第二出口连接，以将冷凝液排出至所述进料输送机进行余热回收；所述进料输送机的第一出口与所述干燥器的第二入口连接，并且所述进料输送机的第二出口用于将所述冷凝液排出。

根据本发明的一个实施例，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括二次蒸汽净化装置，所述二次蒸汽净化装置的入口与所述干燥器的第一出口连接，所述二次蒸汽净化装置的出口通过第二管路与所述蒸汽压缩机的入口连接。

根据本发明的一个实施例，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括排气风机，所述排气风机的入口通过第三管路连接在所述第二管路上，所述排气风机的出口用于排出不凝气。

根据本发明的一个实施例，所述第三管路上设置有第二调节阀。

根据本发明的一个实施例，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括出料输送机，所述出料输送机的入口与所述干燥器的第三出口连接，所述出料输送机的出口用于将经过所述干燥器干燥后的干物料排出。

根据本发明的一个实施例，所述干燥器为空心桨叶干燥机、盘式干燥机、管束干燥机或刮板干燥机中的任意一种。

根据本发明的一个实施例，所述蒸汽压缩机为螺杆式水蒸汽压缩机、罗茨式水蒸汽压缩机或离心式水蒸汽压缩机中的任意一种。

本发明实施例提供的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，通过在热泵干燥系统中设置循环风机，解决了不凝气在干燥器表面积聚造成干燥器换热效率低的问题，提高了干燥器的换热效率，进而提高了热泵干燥系统的换热效率，提高了热泵干燥系统的经济性和运行稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-干燥器；2-循环风机；3-冷凝液罐；4-二次蒸汽净化装置；5-蒸汽压缩机；6-排气风机；7-进料输送机；8-出料输送机；11-第一管路；12-第二管路；13-第三管路；21-第一调节阀；22-第二调节阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

现参照图1，对本发明提供的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统包括：干燥器1、蒸汽压缩机5、冷凝液罐3和循环风机2。具体来说，湿物料在干燥器1的干燥腔内被加热，产生的二次蒸汽和物料受热分解形成的不凝气进入蒸汽压缩机5中，二次蒸汽被压缩成高温高压的蒸汽与不凝气一起进入到干燥器1的热流侧。高温高压的蒸汽与湿物料热交换后形成冷凝液，由于不凝气难以凝结，所以不凝气与冷凝液一同从干燥器1排出进入冷凝液罐3内。为了防止干燥器1内不凝气停滞在干燥器1的换热表面，影响换热效果，在循环风机2的驱动下，不凝气从冷凝液罐3内排入至干燥器1中对干燥器1换热表面的不凝气进行扰动，进而提高干燥器1的换热效率。

进一步地，物料受热分解产生的不凝气由循环风机2驱动从冷凝液罐3内进入干燥器1内，流动的不凝气对干燥器1内积聚在干燥器1换热表面的不凝气造成扰动，进而减少不凝气在干燥器1表面的积聚。循环风机2、干燥器1和冷凝液罐3依次串联形成循环回路，可时刻保持干燥器1内的不凝气的流动性，减少了不凝气在干燥器1换热表面的积聚，提高了干燥器1的换热效率，进而提高了机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统的换热效率。

物料在干燥器1内干燥产生的二次蒸汽由干燥器1的第一出口排出至二次蒸汽净化装置4内，实现对二次蒸汽的净化。含水率达到要求的干物料从干燥器1的第三出口排出至出料输送机8内，进而排出热泵干燥系统之外。

进一步地，干燥器1可为空心桨叶干燥机、盘式干燥机、管束干燥机或刮板干燥机中的任意一种，在本发明的一个实施例中，可选地为空心桨叶干燥机。

当然应当理解，干燥器1的形式仅是示意性的，其他可选类型的干燥器也可以应用在本发明中。这可以根据具体使用情况而定，本发明并不局限于此。

在本发明的一个实施例中，循环风机2可选地为高温高压风机。

进一步地，在本发明的一个实施例中，蒸汽压缩机5可为螺杆式水蒸汽压缩机、罗茨式水蒸汽压缩机或离心式水蒸汽压缩机中的任意一种。当然应当理解，蒸汽压缩机5的形式仅是示意性的，其他可选类型的蒸汽压缩机也可以应用在本发明中。这可以根据具体使用情况而定，本发明并不局限于此。

本发明实施例提供的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，通过在热泵干燥系统中设置循环风机，解决了不凝气在干燥器表面积聚造成干燥器换热效率低的问题，提高了干燥器的换热效率，进而提高了热泵干燥系统的换热效率，提高了热泵干燥系统的经济性和运行稳定性。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，冷凝液罐3的第一出口通过第一管路11与循环风机2的入口连接。

具体地，湿物料在干燥器1的干燥腔内被加热，水分受热蒸发，换热后产生的高温冷凝液和干燥过程中产生的不凝气通过干燥器1的第二出口进入冷凝液罐3内。不凝气通过冷凝液罐3的第一出口，流经第一管路11进入循环风机2内；冷凝液罐3内的高温冷凝液通过冷凝液罐3的第二出口进入进料输送机7内，作为湿物料预热的热源，进而实现冷凝液的余热回收。

进一步地，第一管路11上设置有第一调节阀21。当热泵干燥系统内的不凝气含量较高时，调节第一调节阀21可调节进入循环风机2的不凝气含量，可减少干燥器1内不凝气的积聚，进而提高干燥器1的换热效率，同时保证热泵干燥系统的稳定性。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括进料输送机7，进料输送机7的第一入口用于接收湿物料，进料输送机7的第二入口与冷凝液罐3的第二出口连接，以将冷凝液排出至进料输送机7进行余热回收；进料输送机7的第一出口与干燥器1的第二入口连接，并且进料输送机7的第二出口用于将冷凝液排出。

具体地，湿物料通过进料输送机7的第一入口进入进料输送机7内，蒸发冷凝液与湿物料进行热交换后，实现对湿物料的预热，预热后的物料通过进料输送机7的第一出口进入干燥器1的干燥腔内进行干燥。进料输送机7的第二入口与冷凝罐3的第二出口连接，以将冷凝液罐3内的高温冷凝液排入至进料输送机7内，对湿物料进行预热，实现冷凝液的余热回收。经过热交换的冷凝液通过进料输送机7的第二出口排出热泵干燥系统外，排出的冷凝液可直接回用或进一步处理，以减少对环境的污染。

进一步地，在本发明的一个实施例中，进料输送机7为热交换式螺旋输送机，采用空心叶片及夹套结构。当然应当理解，进料输送机7的形式仅是示意性的，其他可选类型的输送机也可以应用在本发明中。这可以根据具体使用情况而定，本发明并不局限于此。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括二次蒸汽净化装置4，二次蒸汽净化装置4的入口与干燥器1的第一出口连接，二次蒸汽净化装置4的出口通过第二管路12与蒸汽压缩机5的入口连接。

具体地，湿物料在干燥器1的干燥腔内干燥，产生的二次蒸汽通过干燥器1的第一出口进入二次蒸汽净化装置4内，二次蒸汽净化装置4将二次蒸汽中夹带的粉尘等杂质去除后，通过出口处连接的第二管路12将净化后的二次蒸汽排入至蒸汽压缩机5内。同时，干燥过程中产生的不凝气进入二次蒸汽净化装置4后，可通过连接在第二管路12上的第三管路13排入至排气风机6内，进而排出热泵干燥系统之外，排出的不凝气可进一步处理，以免造成环境污染。

进一步地，第三管路13上设置有第二调节阀22。随着机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统内不凝气含量的增加，通过调节第二调节阀22可调节排出系统不凝气含量，减少干燥器1内不凝气的积聚，保证系统运行的稳定性。如图1所示，在本发明的一个实施例中，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括排气风机6，排气风机6的入口通过第三管路13连接在第二管路12上，排气风机6的出口用于排出不凝气。

具体地，排气风机6的入口通过第三管路13和第二管路12与二次蒸汽净化装置4的出口连接。二次蒸汽净化装置4内的不凝气通过第二管路12和第三管路13进入排气风机6内，通过排气风机6定期外排少量的不凝气，可使机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统内部达到动态平衡，提高了机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统运行的稳定性。

进一步地，在本发明的一个实施例中，可选地，排气风机6为高温高压风机。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统还包括出料输送机8，出料输送机8的入口与干燥器1的第三出口连接，出料输送机8的出口用于将经过干燥器1干燥后的干物料排出。

具体地，物料在干燥器1内干燥后，达到含水率要求的干物料由干燥器1的第三出口排出至出料输送机8中，进而通过出料输送机8的出口排出热泵干燥系统外。进一步地，在本发明的一个实施例中，可选地，出料输送机8为螺旋式输送机。当然应当理解，出料输送机8的形式仅是示意性的，其他可选类型的输送机也可以应用在本发明中。这可以根据具体使用情况而定，本发明并不局限于此。

本发明实施例提供的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统设计合理、结构简单，可实现全流程自动化控制。通过设置循环风机，解决了不凝气在干燥器换热表面积聚降低干燥器换热效率的问题，提高了系统的经济性和运行稳定性。

以下具体举例详细说明本发明实施例提供的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统的工作原理：

湿物料进入进料输送机7内与蒸发冷凝液进行热交换以对湿物料进行预热。预热后的湿物料进入干燥器1内进行加热干燥，干燥过程中产生的二次蒸汽和不凝气通过干燥器1的第二出口进入二次蒸汽净化装置4中对夹带的粉尘等杂质进行净化处理，处理后的二次蒸汽和不凝气通过第二管路12进入蒸汽压缩机5内，将二次蒸汽压缩成高温高压的蒸汽进入至干燥器1的热流侧，作为干燥物料的热源。

高温高压的蒸汽在干燥器1内与湿物料热交换形成的高温冷凝液和夹带的不凝气通过干燥器1的第一出口进入冷凝液罐3内。为了防止不凝气停滞在干燥器1的换热表面，影响换热效率，冷凝液罐3内的不凝气通过第一管路11进入循环风机2，在循环风机2的驱动下通过干燥器1的第一入口进入干燥器1内，流动的不凝气对干燥器1内积聚在干燥器1换热表面的不凝气造成扰动，减少了干燥器1换热表面不凝气的积聚，进而提高了干燥器1的换热效率。

当热泵干燥系统内的不凝气含量比较高时，可通过设置在第一管路11上的第一调节阀21调节，减少通过循环风机2进入干燥器1内的不凝气的含量。同时也可通过调节连接在第三管路13上的第二调节阀22，通过调节第二调节阀22可通过排气风机6定期排出少量的不凝气，以减少热泵干燥系统内不凝气的积聚，排出的不凝气可进一步处理以减少气体对环境的污染。

含水率达到要求的干物料通过干燥器1的第三出口进入出料输送机8内，进而通过出料输送机8的出口排出。

冷凝液罐3内的高温冷凝液通过冷凝液罐3的第二出口进入进料输送机7内，对湿物料进行预热，经过热交换后的冷凝液从进料输送机7的第二出口排出，排出的冷凝液可直接回用或进一步处理。本发明实施例提供的热泵干燥系统通过对排出系统外的不凝气、冷凝液进行回收或再处理，减少了对环境的污染，环保效益十分可观。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，包括：干燥器、蒸汽压缩机、冷凝液罐和循环风机，所述干燥器的第一出口与所述蒸汽压缩机的入口连接，所述蒸汽压缩机的出口与所述干燥器的第一入口连接，所述干燥器的第二出口与所述冷凝液罐的入口连接，所述冷凝液罐的第一出口与所述循环风机的入口连接，所述循环风机的出口与所述干燥器的第一入口连接，以使所述干燥器、所述冷凝液罐和所述循环风机形成循环回路，使得湿物料经过所述干燥器干燥后产生的不凝气进入所述冷凝液罐后，通过所述循环风机排入所述干燥器内。

2.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，所述冷凝液罐的第一出口通过第一管路与所述循环风机的入口连接。

3.根据权利要求2所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，所述第一管路上设置有第一调节阀。

4.根据权利要求2所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，还包括进料输送机，所述进料输送机的第一入口用于接收湿物料，所述进料输送机的第二入口与所述冷凝液罐的第二出口连接，以将冷凝液排出至所述进料输送机进行余热回收；所述进料输送机的第一出口与所述干燥器的第二入口连接，并且所述进料输送机的第二出口用于将所述冷凝液排出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，还包括二次蒸汽净化装置，所述二次蒸汽净化装置的入口与所述干燥器的第一出口连接，所述二次蒸汽净化装置的出口通过第二管路与所述蒸汽压缩机的入口连接。

6.根据权利要求5所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，还包括排气风机，所述排气风机的入口通过第三管路连接在所述第二管路上，所述排气风机的出口用于排出不凝气。

7.根据权利要求6所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，所述第三管路上设置有第二调节阀。

8.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，还包括出料输送机，所述出料输送机的入口与所述干燥器的第三出口连接，所述出料输送机的出口用于将经过所述干燥器干燥后的干物料排出。

9.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，所述干燥器为空心桨叶干燥机、盘式干燥机、管束干燥机或刮板干燥机中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩MVR热泵干燥系统，其特征在于，所述蒸汽压缩机为螺杆式水蒸汽压缩机、罗茨式水蒸汽压缩机或离心式水蒸汽压缩机中的任意一种。

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